建筑工程质量事故分析与处理-单元2概要只是分享.ppt

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1、建筑工程质量事故分析与处理-单元2概要学习描述 教学要求：了解地基工程事故的原因，地基失稳具体形式，不均匀沉降对上部结构产生的影响，既有建（构）筑物地基或基础的加固方法；熟练掌握常用的地基工程处理方法；熟悉建筑物发生倾斜的原因，能够提出合理可行的纠倾方案。实践环节：根据法规和规范及行业标准，使用换填垫层法、强夯法和强夯置换法、水泥粉煤灰碎石桩法、高压喷射注浆法进行地基处理。能对地基基础事故进行预防和补救，并正确分析建筑物发生倾斜的原因，提出合理可行的纠倾方案。单元2 地基工程事故与处理2.1 地基工程事故原因分析1.1.地基承载力或稳定性问题地基承载力或稳定性问题 地基承载力或稳定性问题是指地

2、基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定。若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下，地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，甚至造成建（构）筑物的破坏。天然地基承载力的高低主要与土的抗剪强度有关，也与基础形式、大小和埋深有关。边坡稳定也属于这类问题。2.1 地基工程事故原因分析2.2.沉降、水平位移及不均匀沉降问题沉降、水平位移及不均匀沉降问题 在建（构）筑物的荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基将产生沉降、水平位移及不均匀沉降。若地基变形（沉降、水平位移、不均匀沉降）超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的

3、将造成建（构）筑物破坏。其中不均匀沉降超过允许值造成的工程事故比例最高，特别在深厚软黏土地区。天然地基变形大小主要与荷载大小和土的变形特性有关，也与基础形式有关。2.1 地基工程事故原因分析3.3.渗透问题渗透问题 一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过其允许值时，其后果是造成较大水量损失，甚至造成蓄水失败；另一类是地基中水力比降超过其允许值时，地基土会因潜蚀和管涌产生破坏，严重的将导致建（构）筑物破坏。天然地基渗透问题主要与地基中水力比降和土的渗透性有关。2.2.1 2.2.1 地基失稳的表现地基失稳的表现2.2 地基失稳事故Eye-Catching Visual1.整体剪切破坏2.局部剪切破坏

4、3.冲切剪切破坏 2.2.2 2.2.2 地基失稳事故案例地基失稳事故案例2.2 地基失稳事故【案例2-1】地基失稳事故案例。【事故概况】2009年6月，上海闵行区莲花河畔景苑在建的13层7号楼整体倒覆，致一名工人当场被压死亡，如图所示。2.2 地基失稳事故【案例2-2】加拿大特朗斯康谷仓。【事故概况】加拿大特朗斯康谷仓，长59.4 m，宽23.5 m，高31.0 m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61 cm，埋深3.66 m。1911年动工，1913年完工，自重20 000 t。1913年9月装谷物，10月17日装了31 822 t谷物时，1小时竖向沉降达30.5 cm；24小时倾斜265

5、3，西端下沉7.32 m，东端上抬1.52 m，上部钢混筒仓完好无损，如图所示。2.3.1 2.3.1 地基不均匀沉降地基不均匀沉降2.3 地基沉降事故n 不均匀沉降过大是造成建筑物倾斜和产生裂缝的主要原因。引起不均匀沉降的原因很多，例如，地基土质不均匀、建筑物体型复杂、上部结构荷载不均匀、相邻建筑物的影响、相邻地下工程施工的影响等，如图所示。地基不均匀沉降PPT模板下载： 不均匀沉降使砖砌体承受弯曲而导致砌体因受过大的拉应力而产生裂缝。（2）柱断裂或压碎 不均匀沉降使中心受压柱体产生纵向弯曲而导致拉裂，严重的可造成压碎失稳。（3）高耸构建物倾斜 不均匀沉降将引起长高比较小的建筑物，特别是高耸

6、构筑物产生倾斜。1.不均匀沉降对上部结构产生的影响2.3 地基沉降事故2.2.防止不均匀沉降的措施防止不均匀沉降的措施 为了防止不均匀沉降，在满足使用和其他要求的前提下，建筑体型应力求简单。当建筑体型比较复杂时，宜根据其平面形状和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元；当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开后的两单元必须连接时，应采用能自由沉降的连接构造。对于建筑体型复杂、荷载差异较大的框架结构，可采用箱基、桩基、筏基等加强基础整体刚度，减少不均匀沉降。2.3 地基沉降事故 当发现建筑物产生不均匀沉降导致建筑物倾斜或产生裂缝时，首先要查清不均匀沉降发展

7、的情况，然后再决定是否需要采取加固措施。若必须采取加固措施，待加固后再确定处理方法。若不均匀沉降继续发展，首先要通过对地基基础加固阻止沉降继续发展，如采用锚杆静压桩托换、其他桩式托换或采用地基加固方法。沉降基本稳定后再根据倾斜情况决定是否需要纠倾。倾斜未影响安全使用时可不进行纠倾。对需要纠倾的建筑物视具体情况可采用迫降纠倾法、顶升纠倾法、综合纠倾法。2.3 地基沉降事故 2.3.2 2.3.2 地基不均匀沉降事故案例地基不均匀沉降事故案例2.3 地基沉降事故【案例2-3】地基不均匀沉降。【事故概况】杭州某住宅楼位于杭州市文三路西端西部开发区内，住宅楼为七层砖混结构，地基采用振动灌注桩基础。在施

8、工过程中对沉降进行监测，测点位置如图2-6中所示。当上部结构施工至第五层时（1995年10月2日），测点21、24、26、28累计沉降分别为3 mm、3 mm、1 mm、1 mm。当施工至屋顶楼面时（1995年10月3日），上述四点累计沉降分别达48 mm、42 mm、11 mm、23 mm，产生了不均匀沉降。室内装饰工程及竣工后沉降与不均匀沉降继续发展，21、24、26和28点沉降（1995年12月22日）分别达到120 mm、112 mm、38 mm、46 mm。最大不均匀沉降达84mm，沉降发展趋势如图2-6所示，此时沉降与不均匀沉降还在继续发展。锚杆静压桩：利用锚杆将桩分节压入土层中的

9、沉桩工艺。锚杆可用垂直土锚或临时锚在混凝土底板、承台中的地锚。静压法施工是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重做反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺，如图2-8所示。静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距及土层的性能。硫黄胶泥:一种热塑冷硬性材料，由黏结剂、硫黄、增韧剂及填充剂按一定配比熔融搅拌而成。常用硫黄、水泥、粉砂、聚硫708胶（4411441）；硫黄、石英砂、石墨粉、聚硫橡胶（6034.550.7）配合而成。硫黄胶泥的用途：主要用于基础工程水泥预制桩的黏结(用于打桩及静力压桩)，火车轨道、水泥轨垫的螺栓黏结，码头基础的黏结，桥梁基

10、础的黏结。答疑解惑2.3 地基沉降事故 2.4.1 2.4.1 地基工程事故处理方法的分类及其适用性地基工程事故处理方法的分类及其适用性2.4 地基工程事故处理方法 1.地基工程事故处理方法的分类 地基事故发生后，首先应进行认真细致的调查研究，然后根据事故发生的原因和类型因地制宜地选择相应的基础托换方法。根据其原理不同可将其概括为下列几类。（1）基础扩大托换，减少基础底面压力。（2）基础加深托换，对原地基持力层卸荷，将基础上荷载传递到较好的新持力层上，如坑式托换和桩式托换。（3）灌浆托换，对地基加固，提高地基承载力。（4）纠偏托换，调整地基沉降，如迫降纠偏托换和顶升纠偏托换。（5）采取排水、支

11、挡、减重和护坡等措施综合治理。2.2.地基工程事故处理方法的适用性地基工程事故处理方法的适用性 （1）通过土质改良或置换，全面改善地基土的物理力学性质，提高地基土的抗剪强度，增大土体压缩模量，或减少土的渗透性。该类人工地基属于均质地基，或多层地基。（2）通过在地基中设置增强体，与原地基土形成复合地基，以提高地基承载力，减小地基沉降。均质地基已有较成熟的理论，复合地基理论处于发展中。2.4 地基工程事故处理方法 2.4.2 2.4.2 常用的地基工程事故处理方法常用的地基工程事故处理方法2.4 地基工程事故处理方法 换填垫层法也称为换填法，是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分

12、层回填砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰等强度较大，性能稳定且无侵蚀性的材料，并分层夯实（或振实）至要求的密实度，如图所示。1.1.换填垫层法换填垫层法2.2.强夯法和强夯置换法强夯法和强夯置换法 强夯法又名动力固结法或动力压实法。这种方法是反复将夯锤（质量一般为1040 t）提到一定高度使其自由落下（落距一般为1040 m），给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力并降低其压缩性，改善地基性能，如图所示。2.4 地基工程事故处理方法3.3.水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法 水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩（简称CFG桩），桩、桩间土和褥垫层一起构成

13、复合地基，如图所示。2.4 地基工程事故处理方法4.4.高压喷射注浆法高压喷射注浆法2.4 地基工程事故处理方法 高压喷射注浆法包括旋喷（桩）、定喷和摆喷三种方法。欧美国家称为jet grouting，日本称为高压喷射注浆法或CCP工法、JSG工法等。旋喷法施工程序,如图所示。旋喷法施工程序 静力触探：是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。静力触探加压方式有机械式、液压式和人力式3种。基本原理就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少有冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头匀速压入土中，由于

14、地层中各种土的软硬程度不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘查目的。答疑解惑2.4 地基工程事故处理方法 2.5.1 2.5.1 既有建筑物地基基础的加固方法既有建筑物地基基础的加固方法2.5 既有建筑物地基基础事故1.1.加大基础底面积法加大基础底面积法 加大基础底面积法适用于当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时的加固。可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积。当不宜采用混

15、凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积时，可将原独立基础改成条形基础；将原条形基础改成十字交叉条形基础或筏形基础；将原筏形基础改成箱形基础。通过基础加宽可以扩大基础底面积,有效降低基底接触压力。基础加宽应重视加宽部分与原有基础部分的连接。2.2.树根桩法树根桩法 树根桩是一种小直径（一般为75250 mm）的现场灌注钢筋混凝土桩，由意大利的Lizzi 首创。制桩时可竖向也可斜向，并可在各个方向上倾斜任意角度，因所成桩的形状如同“树根”而得名。树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。2.5 既有建筑物地

16、基基础事故2.2.树根桩法树根桩法 树根桩是一种小直径（一般为75250 mm）的现场灌注钢筋混凝土桩，由意大利的Lizzi 首创。制桩时可竖向也可斜向，并可在各个方向上倾斜任意角度，因所成桩的形状如同“树根”而得名。树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。2.5 既有建筑物地基基础事故树根桩施工工艺流程2.5 既有建筑物地基基础事故3.3.锚杆静压桩法锚杆静压桩法4.4.石灰桩法石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用，以及土与石灰

17、的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。石灰桩适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。其特点是承载力提高有限，有粉尘污染。2.5 既有建筑物地基基础事故5.5.既有老建筑修缮加固事故案例既有老建筑修缮加固事故案例2.5 既有建筑物地基基础事故【案例2-4】既有老建筑修缮加固。【事故概况】某项目始建于1917年，1924年后重建时分多次建成并投入使用。目前，该工程建筑面积9 445 m2，主体建筑平面呈“L”形，沿东侧和南侧两条道路的转角布置。作为有代表性的近代优秀娱乐建筑，该项目的部分建筑被划分为三类文物保护建筑，文物部分

18、包括四层钢筋混凝土框架结构（含六角形塔楼）、室外天桥及其舞台。根据保护要求和以后建筑功能定位要求，需要对该大楼进行结构修缮。如果不对该工程结构进行加固，就会影响此楼的正常使用，发生事故。2.5.2 2.5.2 既有建筑物地基基础事故的预防与补救既有建筑物地基基础事故的预防与补救1.设计、施工或使用不当引起事故的补救2.地下工程施工引起事故的预防与补救3.邻近建筑施工引起事故的预防与补救4.深基坑工程引起事故的预防与补救2.5 既有建筑物地基基础事故 2.5.3 2.5.3 既有建筑物纠倾既有建筑物纠倾2.5 既有建筑物地基基础事故1 1导致建筑物倾斜的原因导致建筑物倾斜的原因 （1）地基软弱，

19、如持力层为饱和软黏土、淤泥或淤泥质土等欠固结土层，在建筑荷载（特别是偏心荷载）作用下，极易发生过大的沉降或倾斜。（2）两建筑物相距过近，使地基中附加应力叠加，地基沉降量加大而导致建筑物相互倾斜。（3）由于管道漏水、地面积水、室外污水井倒灌等，使房屋地基浸水湿陷，建筑物倾斜。这种情况在填土或湿陷性黄土地基发生的颇多。例如，山西长治某工厂的100 m高烟囱，因一侧的黄土地基浸水湿陷，烟囱倾斜达153 cm。2.5 既有建筑物地基基础事故 （4）在已有建筑物附近施工并降低地下水时，引起相邻房屋地基失水固结，建筑物发生倾斜。在地下水位较高的各类土中（除砂卵石地基外）均易发生，例如，兰州某住宅楼因相邻建

20、筑物施工降低地下水而发生39 cm的倾斜。（5）地下洞穴如石灰岩溶洞、土洞、墓穴、地下巷道及地下铁道工程等，其地面可能发生沉降，使建筑物发生倾斜甚至开裂。例如，山西某车站水塔由于基础附近有墓穴且长期积水，使水塔倾斜64 cm。（6）地基勘察工作失误导致地基主要受力层范围内有厚薄不均的软弱土夹层，使建筑物下沉量大小不均，发生倾斜。2.5 既有建筑物地基基础事故 （7）基础设计方面的错误，如选型不当及施工质量低劣而使建筑物倾斜。例如，青岛某烟囱，设计时选择错误基础方案，桩数过少，并有许多断桩，导致50 m高烟囱倾斜112 cm。（8）山区或丘陵地区，有大面积回填土时，由于地基土层软硬不均，引起建筑

21、物倾斜，甚至开裂。（9）在建筑物内外大量堆载，使地基承受较大的附加压力，引起基础沉降，建筑物发生倾斜。（10）由于山体滑坡、地震液化等自然灾害引起建筑物的倾斜。例如，日本神户大地震使位于山坡上的大批建筑物滑坡破坏。2.5 既有建筑物地基基础事故 （11）在深基坑开挖中，由于支护结构破坏，使相邻建筑物倾斜或倒塌。例如，广州市东风路某建筑的深基坑（17.5 m），因支护结构破损，引起相邻3幢两层楼房相继倾斜和倒塌。（12）由于建筑施工放线错误，使相邻建筑物的基础重叠相压，引起建筑物倾斜。（13）在淤泥或饱和软黏土地区，由于拆除建筑群中某一栋旧建筑物，使得已经平衡稳定的地基因局部卸载，在周围建筑物地基的侧向挤压下发生隆起，从而引起相邻建筑物的倾斜。（14）修建在河流、湖泊、水塘岸边的建筑物，如在地基土层中含有淤泥、软土夹层，受压后发生侧向流动挤出，造成地基下陷，建筑物倾斜、破损。2.2.建筑物纠倾技术建筑物纠倾技术2.5 既有建筑物地基基础事故（1）浸水法。（2）辐射井法。（3）锚杆静压桩法。（4）顶升法。（5）应力解除法（钻孔排泥纠倾法）（6）淤泥触变法。（7）桩身卸荷法。（8）降水法。（9）静力压桩法。谢谢观看！谢谢观看！PPT模板下载：